在实时控制中工控机是否能替代传统的PLC
随着工业自动化技术的不断发展和进步，工业控制系统（ICS）中的关键组成部分，如工控机（Industrial PC, IPC）和通用接口器件（Programmable Logic Controller, PLC），变得越来越重要。两者各自在工业自动化领域扮演着不同的角色，而在实时控制应用中，它们的选择尤为关键。本文将探讨工控机与PLC之间的区别，以及它们在实时控制环境下的适用性。
工控机与PLC：基本区别
硬件特点
处理能力：工控机通常搭载更强大的CPU，能够支持多任务处理、多线程操作，并且可以运行标准PC软件或嵌入式操作系统。相比之下，PLC以其简单、可靠、高效而著称，其主要功能是执行逻辑程序。
存储空间：IPC拥有更大的内存容量，可以安装大量RAM和固态硬盘，从而承载复杂的数据处理和分析任务。对此，PLCs则依赖于较小但设计用于快速访问的内存结构。
通信能力：除了支持传统串行通信协议外，IPC还能通过以太网连接进行高速网络通信，同时支持多种远程管理协议。此类性能对于需要集成到现代企业资源计划（ERP）、供应链管理系统等大型IT架构中的设备来说至关重要。而PLCs虽然也具备一定程度上的网络功能，但这些往往都是为了实现局域网互联而设计，不如IPC那样强调长距离或高带宽通信。
软件特性
编程语言：IPC可以使用广泛应用于个人计算机上的各种编程语言，如Python、Java、VB.NET等。而PLCs则主要依赖于专门设计给它的一些有限编程语言，比如Ladder Diagram (LD)、Function Block Diagram (FBD)以及Sequential Function Chart (SFC)，这些都属于图形化编程方式。
兼容性与扩展性：
工控机会像普通电脑一样运行各种软件，因此兼容度非常高，可以轻松地集成现有的IT解决方案。这使得IPC成为一个高度灵活且易于升级维护的平台。
PLCS则专注于执行预设指令，没有必要安装额外软件即可完成其核心任务。这意味着它不仅稳定耐用，而且易于配置并减少了潜在故障点。
应用场景差异
复杂过程监测与控制
在涉及到复杂流程监测和精细调整的地方，比如化学制品生产或者生物技术实验室，需要更多计算资源来处理数据，这时候就可能会考虑使用一台或多台具有较强计算能力的工作站作为中心设备来协调整个生产流水线。
实时响应需求低
对某些非实时响应要求不高的情况下，如办公室自动化或者简单的人员信息管理系统，一般采用比较廉价且容易部署维护的小型单板电脑即可满足需求。
需要特殊硬件接口
如果项目要求有特殊硬件接口，如模拟输入输出端口或者数字I/O端口，那么专业针对这种类型需求设计出来的小型单板电脑会更加合适，因为他们提供了直接连接机械装置所需的一系列物理端口，而不是通过网络转发信号。
环境限制条件严苛
当环境极其恶劣，比如温度变化剧烈、高湿、大振动等情况下，对设备耐久性的要求很高。在这样的情况下，由于是基于PC原理构建，所以IPS表现出色，同时也是因为IPS已经被证明可以抵抗极端环境条件影响。
在实时控制中使用工控机还是PLC？
当谈论到“实时”这个词汇，我们首先想到的是时间敏感度，即系统必须迅速作出反应，以避免任何延迟导致的问题发生。在这种情境下，无论是哪种类型的心智体系，都必须确保尽可能短暂地识别问题并采取行动。但是，在实际应用中，“真正”的“实时”几乎总是在后面加上一个括号：“(几乎)”，因为绝大部分现今商业级产品都不能达到理论上所定义的大致概念里的完全同步率——那就是说，即便它们并不完全符合定义上的“真”实时，也仍然非常紧凑地做到了令人满意的地步，使得我们可以认为它们已近乎足够快了，以至于对于绝大数用户来说，他们根本不会意识到这一点。一旦达到某个临界值，我们就觉得“快得足够好”。
因此，在评估哪一种更适合你当前项目的情景，你应该考虑以下因素：
控制算法复杂度及其速度要求；
系统整体规模及其成本预算；
数据交换频率及安全性要求；以及，
环境因素如何影响你的选项，最终决定何者更能抵御来自周围世界对您的挑战。（例如电磁干扰、温度变化）
结语
综上所述，当考虑采用哪一种为工业自动化提供最优解方案——无论是在尺寸、小巧还是性能方面——我们发现每种工具都有其独特优势，并且各自针对不同的具体场景表明最佳效果。尽管存在一些普遍趋势表明人们倾向选择具有增强性能的一般目的计算平台，但这并未意味着传统基于微程序逻辑规格规定行为模式的手持式智能制造物联网终端被遗忘掉了。如果未来行业继续朝向提升生产力跟踪记录本身质量提高方向发展的话，那么那些现在看似过渡时代过去阶段但实际仍保持前沿作用力的物联网设备，将不得不重新审视自身价值从而开始转变思考策略去迎合新时代竞争难题激烈角逐中求生存甚至取得胜利。
